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标题: 开口缆测试单板上信号通道的S参数探探讨 [打印本页]

作者: True    时间: 2017-3-27 08:55
标题: 开口缆测试单板上信号通道的S参数探探讨
一、使用仪器设备:
设备和配件
  
E5071C-4K5
  
4-port Test Set, 300 kHz to 20  GHz with Bias Tees
E5071C-TDR
Enhanced Time Domain Analysis
N4433A
ECal module, 300 kHz to 20 GHz,  3.5 mm, 4-port
二、测试目的:
用开口缆测试祼板信号通道的S参数是否准确,它能达到多少G呢?针对这个问题进行一些小小的验证测试。本文所说的测试祼板信号通道,是指信号主要部分走在单板的内层,信号通道的两端有过孔到表层。然后从表层的焊盘测试信号通道的S参数,这种测试需求产品中很常见,特别是在射频板的射频信号上。
信号通道示意图如下:红色通道
三、测试方法:  测试方法两种对比:
) E" J$ q/ l& S# j7 o0 |! u9 x3.1开口缆测试方法
矢量网络分析仪,通过电子校准件,校准到矢网线缆的SMA接口, 然后用矢网自带的功能做端口延伸到开口缆的终端。

7 `) F9 M8 Z0 x# D& t
再焊接到待测信号表层的焊盘和地上进行S参数测试(很多人选用测试祼板的信号的方法)
3.2定制测试板方法:
在测试频率范围比较高,常用做TRL或AFR校准板的方法来测试,需要做额外的设计,不适合直接在产品板上测试。具体方法可以上网查询。此处省略。
四、测试分析  两种方法的结果分析:
% @  |6 P8 r& e$ R5 f6 h* |. @4.1用常用的定制测试板测试方法测试
  这种方法高速实验室使用多次,效果非常好。校完后测试如下图所示
测试结果
S21非常漂亮,曲线波动非常小。S1120GHz范围内在-20dB以下。 非常的完美!
4.2用本文所述方法,用开口缆测试方法:    测试了两种情况,一种做了过孔优化如下:$ M( y) S) a. e* M  U& Y5 p
4.2.1注意过孔有优化,测试4.1方法相同的单板,只是不装SMA,直接焊到表层焊盘上测试:
S2110G左右有小的振
4.2.2 过孔没有优化
它的设计过孔没有优化,效果如下:
这只是选了一个做例子,每一样品测试结果会不一样,但是出现的测试效果差不多。本文不一一举例,
大家可以去测试验证。
些例图S21在低频有明显的谐振点,S11不到4G就已经到了-10dB.
4.1.3 总结
从4.21和4.22的测试结果对比,发现用开口缆测试方法有很大的局限性,不能到很高的频率。有些频点会引起谐振,当被测件设计有优化,谐振频率比较高,如果没有优化,谐振频率比较低。大约在不到4GHZ的频率范围内测试的误差比较小。所以在很低的频段,这种测试方法是可行的,高频段,这种方法不可行。低的频段,这种方法有优势,不需要做测试板,只需要焊接即可测试,方便,成本低(如果没有谐振,插损在低频也可以用2X Thru 去嵌)。
    主要原因分析,信号通道上的反射变大,从阻抗来看,有很大的突变点。
     
从4.1测试的结果好于4.2来看,如果过孔有优化设计,这个开口缆测试方法适用的频率会提高。从4.1的方法来看,若要做高频的测试,则需做测试板验证。
' s. ^4 n$ S+ p4 O

作者: shark4685    时间: 2017-3-27 13:22
干货顶起!
作者: alice1990    时间: 2017-3-27 15:18
赞一个
作者: ray    时间: 2017-3-27 16:40
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